La synthèse des protéines est un processus pour convertir les acides aminés linéaires en protéines dans le corps. Ce processus consiste en la transcription, la traduction et le repliement des protéines.
La synthèse des protéines est plus facilement connue sous le nom de processus de digestion des aliments. Tout être vivant a besoin de nourriture pour survivre, qui sera ensuite digérée dans le système digestif qui sera transformée en énergie dans le corps.
Les protéines sont des composés organiques complexes à haut poids moléculaire qui sont des polymères de monomères d'acides aminés liés les uns aux autres (chaînes d'acides animo) par des liaisons peptidiques. Les molécules de protéines contiennent du carbone, de l'hydrogène, de l'oxygène, de l'azote et parfois du soufre et du phosphore.
La protéine a un rôle très important car cette protéine est le fondement d'un bâtiment dans le corps humain. Cependant, ces protéines doivent être formées et la formation ou la synthèse de protéines a lieu en impliquant de nombreuses «parties», y compris l'ADN et l'ARN.
La synthèse des protéines est un processus pour convertir les acides aminés linéaires en protéines dans le corps. Ici, les rôles de l'ADN et de l'ARN sont importants car ils sont impliqués dans le processus de synthèse des protéines.
La molécule d'ADN est la source du codage des acides nucléiques pour devenir les acides aminés qui composent les protéines - non directement impliqués dans le processus. Pendant ce temps, les molécules d'ARN sont le résultat de la transcription de molécules d'ADN dans une cellule. Cette molécule d'ARN est ensuite traduite en acides aminés comme élément constitutif des protéines.
Trois aspects importants dans le processus de synthèse des protéines, à savoir l'emplacement où la synthèse des protéines a lieu dans les cellules; le mécanisme de transfert d'informations ou le résultat de la transformation de l'ADN vers le site de synthèse des protéines; et le mécanisme des acides aminés qui composent les protéines d'une cellule pour se séparer pour former des protéines spécifiques.
Le processus de synthèse des protéines a lieu dans le ribosome, l'un des petits organites denses de la cellule (également le noyau) en produisant une protéine non spécifique ou appropriée à partir de l'ARNm qui est traduit. Le ribosome lui-même a un diamètre d'environ 20 nm et se compose de 65% d'ARN ribosomal (ARNr) et de 35% de protéine ribosomale (appelée ribonucléoprotéine ou RNP).
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Fondamentalement, les cellules en tant qu'informations génétiques (gènes) contenues dans l'ADN pour fabriquer des protéines. Le processus de synthèse des protéines est divisé en trois étapes, à savoir la transcription, la traduction et le repliement des protéines.
1. Transcription
La transcription est le processus de formation d'ARN à partir de l'une des bandes de matrice d'ADN (ADN sens). A ce stade, 3 types d'ARN seront produits, à savoir l'ARNm, l'ARNt et l'ARNr.
Le processus de synthèse des protéines a lieu dans le cytoplasme, en commençant par le processus d'ouverture des doubles chaînes appartenant à l'ADN à l'aide de l'enzyme ARN polymérase. À ce stade, il existe une seule chaîne qui sert de chaîne sens, tandis qu'une autre chaîne provenant de la paire d'ADN est appelée chaîne anti-sens.
L'étape de transcription elle-même est divisée en 3, à savoir les étapes d'initiation, d'élongation et de terminaison.
- Initiation
L'ARN polymérase se lie aux brins d'ADN, appelés promoteurs, qui se trouvent près du début d'un gène. Chaque gène a son propre promoteur. Une fois liée, l'ARN polymérase sépare les doubles brins d'ADN, fournissant une matrice ou une matrice pour le simple brin prêt pour la transcription.
- Élongation
Un brin d'ADN, le brin de moisissure, sert de matrice à utiliser par l'enzyme ARN polymérase. En «lisant» cette impression, l'ARN polymérase forme la molécule d'ARN à partir du nucléotide, créant une chaîne qui passe de 5 ′ à 3 ′. L'ARN de transcription porte les mêmes informations à partir de brins d'ADN non matriciels (codants).
- Résiliation
Cette séquence signale que la transcription de l'ARN est terminée. Après avoir été transcrite, l'ARN polymérase libère la transcription de l'ARN.
2. Traduction
La traduction est le processus de séquences nucléotidiques dans l'ARNm qui sont traduites en séquences d'acides aminés à partir de la chaîne polypeptidique. Au cours de ce processus, les cellules «lisent» les informations sur l'ARN messager (ARNm) et les utilisent pour fabriquer une protéine.
Il existe 20 types d'acides aminés nécessaires pour former des protéines dérivées de la traduction du codon d'ARNm. Dans l'ARNm, les instructions pour fabriquer des polypeptides sont des nucléotides d'ARN (Adenine, Uracil, Cytosine, Guanine) appelés codons. Ensuite, il produira une chaîne polypeptidique plus spécifique.
Le processus de traduction lui-même est divisé en 3 étapes, à savoir:
- Stade initial ou lancement
A ce stade, les ribosomes s'assemblent autour de l'ARNm à lire et du premier ARNt portant l'acide aminé méthionine (qui correspond au codon de départ, AUG). Cette section est nécessaire pour que la phase de traduction puisse commencer.
- Allongement ou extension de la chaîne
C'est le stade où la chaîne d'acides aminés est étendue. Ici, l'ARNm est lu un codon à la fois, et l'acide aminé correspondant au codon est ajouté à la chaîne protéique. Pendant l'allongement, l'ARNt passe au-delà des sites A, P et E du ribosome. Ce processus est répété encore et encore à mesure que de nouveaux codons sont lus et de nouveaux acides aminés sont ajoutés à la chaîne.
- Résiliation
C'est le stade où la chaîne polypeptidique est libérée. Ce processus commence lorsqu'un codon stop (UAG, UAA ou UGA) pénètre dans le ribosome, séparant la chaîne polypeptidique de l'ARNt et quittant le ribosome.
3. pliage Protei n
La chaîne polypeptidique nouvellement synthétisée ne fonctionne pas tant qu'elle n'a pas subi certaines modifications structurelles telles que l'ajout d'hydrates de carbone de queue (glycosylation), de lipides, de groupements prothétiques, etc. Pour être fonctionnel, cela se fait par modification post-traductionnelle et repliement des protéines.
Le repliement des protéines est divisé en quatre niveaux, à savoir le niveau primaire (chaînes polypeptidiques linéaires); niveau intermédiaire (hélice α et feuille plissée β); niveau tertiaire (forme fibreuse et circulaire); et niveau quaternaire (complexe protéique avec deux sous-unités ou plus.
Avantages de la synthèse des protéines
Les cellules synthétisent les protéines dans tout le corps. Ces protéines sont:
- La protéine structurale est la présence d'une protéine qui forme des structures cellulaires, des membranes organites, des protéines de la membrane plasmique, des microtubules, des microfilaments, des centrioles et bien d'autres.
- Protéines secrètes des cellules telles que les anticorps et les hormones.
Différentes cellules ont des protéines différentes qui déterminent les propriétés physiques et chimiques des cellules et différencient une cellule d'une autre. Par exemple, de nombreuses cellules musculaires contiennent de l'actine et de la myosine en l'absence de cellules nerveuses.